JPH0444040B2 - - Google Patents
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Description
明細書
本発明は改善された保持および脱水系を利用す
る紙の製造方法に関する。より詳しくは、本発明
は、製紙における保持−脱水系として、カチオン
性の重合体状保持剤、アニオン性無機コロイドお
よびポリアルミニウム化合物を組み合わせて使用
することに関する。 紙の製造における保持おおび脱水剤としてカチ
オン性保持剤（歩留り助剤）および無機コロイド
を組み合わせて使用することは公知である。欧州
特許出願第0218674号には、バインダーおよび保
持剤としてポリアクリルアミドをアニオン性シリ
カ ゾル類と組み合わせて使用することが開示さ
れている。また、ポリアルミニウム化合物と組み
合わせて重合体状カチオン性保持剤を使用するこ
とも公知であり、英国特許第2015614号に開示さ
れている。フアイバー ウエブ（fibre web）の
保持および脱水に関して、例えばカチオン性デン
プンに加えたシリカ ゾルの効果は、ポリアルミ
ニウム化合物およびカチオン性デンプンによつて
得られる効果よりかなりよい。この理由の一つ
は、無機アニオン性コロイド類は錯体組成を有す
るポリアルミニウム化合物より非常に強い電荷を
有するためであると考えられる。強い電荷を有す
るコロイド粒子は重合体状保持剤の架橋を生じさ
せると考えられる。製紙におけるバインダーとし
て、カチオン性デンプン、アニオン性シリカ ゾ
ルおよびアニオン性高分子重量合体、特にアニオ
ン性ポリアクリルアミドを組み合わせて用いるこ
とは、米国特許第4643801からさらに公知である。
該米国特許による前記３成分系は、例えばミヨウ
バン、アルミン酸ナトリウムあるいはポリヒドロ
キシアルミニウム クロライドのようなアルミニ
ウム化合物を加えて用いられ得る。 本発明によつて以下のことが見い出されてい
る。すなわち、製紙における保持および脱水効果
は、ポリアルミニウム化合物を有機の合成重合体
状カチオン性保持剤およびアニオン性無機コロイ
ドと組み合わせて用いることによつて改善される
ということである。脱水効果が高まるので、抄紙
機のスピードを増すことが可能であり、そしてさ
らに抄紙機の乾燥部において乾燥しなくてはなら
ない水がより少なくなる。 このように本発明は、ワイヤーを用いて、製紙
用フアイバーと、必要ならば充填剤と、の懸濁液
を成形しかつ脱水することによる紙の製造方法に
関し、前記成形および脱水がPH５より上で、かつ
アニオン性無機コロイド、ポリアルミニウム化合
物、およびカチオン性ポリアクリルアミドまたは
ポリエチレンイミンであるカチオン性の合成重合
体状保持剤の存在下で行なわれるものである。 前記３成分は任意の順序でフアイバー原料に添
加され得る。まず最初にポリアルミニウム化合物
が前記原料に添加され、そしてそれからカチオン
性保持剤およびアニオン性無機コロイドの添加と
続く場合に最良の効果が得られる。また、アニオ
ン性無機コロイドが最初に前記原料に添加され、
そして前記カチオン性重合体およびポリアルミニ
ウム化合物が任意の順序で添加される場合にも、
公知の技術に比べて著しい改善が得られる。 本発明による製紙のための前記３成分系に用い
られるカチオン性の合成重合体状保持剤は、それ
自体、従来使用されているカチオン性ポリアクリ
ルアミドおよびポリエチレンイミン保持剤であ
る。保持剤の量は、乾燥状態のフアイバーおよび
使用が任意の充填剤に対して0.01〜３重量％、好
ましくは0.03〜２重量％の範囲内にあるべきであ
る。 使用されるアニオン性無機コロイド類もそれら
自体は製紙用として公知である。かかるコロイド
類の例としては、コロイド状のモンモリロナイト
とベントナイト、硫酸チタニル ゾル、シリカ
ゾル、アルミニウム変性シリカ ゾルあるいはケ
イ酸アルミニウム ゾルが挙げられる。シリカベ
ースのコロイド類は好ましいアニオン性無機コロ
イド類である。アニオン性コロイドの量は、乾燥
状態のフアイバーおよび使用が任意の充填剤に対
して0.005〜２重量％、好ましくは0.01〜0.4重量
％の範囲内にあるべきである。 ポリアルミニウム化合物と組み合わせて用いら
れる好ましい系は、カチオン性ポリアクリルアミ
ドおよびシリカ ゾルの組み合わせである。参考
として本出願に記載されている欧州特許第41056
号に開示されたようなシリカ ゾル類は特に好ま
しく、アルカリ安定化されたかかるゾル類はとり
わけ好ましい。他の好ましい系としてはカチオン
性ポリアクリルアミドおよび同様に参考として本
出願に記載されている欧州特許出願第0218674号
に開示されたようなアニオン性アルミニウム変性
シリカ コロイドの系である。 約２〜60重量％好ましくは約４〜30重量％の
SiO2を含むアルカリ安定化されたゾルの形でコ
ロイド状シリカを用いると良好な結果が得られ
る。前記ゾル中のコロイド状シリカの濃度は臨界
的なものではない。とにかく実用的な観点から、
フアイバー原料への添加前に前記ゾル類を0.05〜
5.0重量％の濃度に希釈すると好適である。 前記ゾルの中のコロイド状シリカは50〜1000
m2／ｇの比表面を有することが好ましく、より好
ましくは約200〜1000m2／ｇであり、該比表面が
約300〜700m2／ｇである時に最良の結果が得られ
ている。前記シリカ ゾルは、SiO2：M2Oのモ
ル比が10：１〜300：１、好ましくは15：１〜
100：１でアルカリで安定化される（Ｍはナトリ
ウム（Na）、カリウム(K)、リチウム（Li）および
アンモニウム（NH4）からなる群から選ばれる
イオンである）。前記コロイド状シリカ粒子は
20nｍ未満の大きさ、かつ好ましくは平均の粒子
の大きさを約１〜10nｍとすべきであることは立
証されている（平均の粒子の大きさ約5nｍに対
して約550m2／ｇの比表面を有するコロイド状シ
リカ粒子）。 上述の性状を満足させるシリカ ゾル類は、例
えばデユ ポン アンド ド ヌムール コーポ
レーシヨン（Du Pont ＆ de Nemours
Corporation）およびエカ ノーベル アクチエ
ボラーグ（Eka Nobel AB）から販売されてい
る。 上述のように、少なくともケイ酸アルミニウム
またはアルミニウム変性シリカ ゾルの表面層を
有するアニオン性コロイド粒子を用いると非常に
良好な結果が得られ、該表面粒子グループはシリ
カおよびアルミニウム原子を9.5：0.5〜7.5：2.5
の比で含有するものである。このタイプのゾルは
50〜1000m2／ｇの比表面を有することもまた好ま
しく、より好ましくは200〜1000m2／ｇである。
純粋なシリカ ゾル類の場合においては比表面が
300〜700m2／ｇの範囲で最良の結果が認められて
いる。 本発明によつて用いられる前記ポリアルミニウ
ム化合物もまた製紙への使用は既知である。それ
らはベーシツク（basic）と呼ばれ、多核錯体か
ら成る。前記ポリアルミニウム化合物は、水溶液
中で、１イオン当り少なくとも４、好ましくは少
なくとも10のアルミニウム原子を含有するもので
ある。前記錯体中のアルミニウム原子量の上限は
水層の組成に依存し、例えばその濃度およびPHに
より変化し得る。通常、前記の量は30を超えな
い。水酸化物イオンを除いて、対イオンに対する
アルミニウムのモル比は少なくとも0.4：１、好
ましくは少なくとも0.6：１である。 好適なポリアルミニウム化合物の例としては、
基本式 ｎ［Al2（OH）nCl6-n］ で表わされる化合物が挙げられ、該化合物は塩基
度が30〜90％、好ましくは33〜83％（それぞれ、
ｍ＝２およびｍ＝５）のものである。 塩基度は、OH基の数をOH基および塩素イオ
ンの数で割つて100かける、すなわち（ｍ：６）×
100として定義される。 前記ポリアルミニウム化合物は、硫酸、リン
酸、ポリリン酸、クロム酸、クエン酸あるいはシ
ユウ酸からのアニオン類も含有し得る。かかるア
ニオン類に対するアルミニウムの比は0.015〜0.4
の範囲内にあるべきである。 最も一般的なタイプのポリアルミニウム化合物
はｍ＝３、すなわち塩基度が約50％であるAl2
（OH）3Cl3を有する。このタイプの市販されてい
る化合物の例としては、ドイツ連邦共和国、ザヒ
トレーベン有限責任会社（Sachtleben GmbH）
で販売されるザヒトクラー［登録商標］
（SachtoklarR）〔サルフエート無含有〕、フラン
ス、アトシユム（Atochem）で販売されるデユ
ブルブエ ア セ（WAC）〔サルフエート含有〕、
およびスウエーデン、エコフロク アクチエボラ
ーグ（Ekoflock AB）で販売されるエコフロク
〔サルフエート含有〕を挙げることができる。 ポリアルミニウム クロライドの他の例として
は、高塩基性ポリアルミニウム クロライドを挙
げることができる。それはロクロン（Locron）
の名でドイツ連邦共和国、ヘキスト株式会社
（Hoechst AG）で販売されており、基本式［Al2
（OH）5Cl・5H2O］ｘで表わされるものであり、
かつ水溶液中では錯イオン［Al13O4（OH）24
（H2O）12］7+を生じる。 前記ポリアルミニウム化合物の量は広い範囲で
変化し得る。アニオン性無機コロイドの量に関し
て、極少量のポリアルミニウム化合物は脱水効果
をかなり改善させることは既に本発明によつて見
い出されている。前記改善は、ポリアルミニウム
化合物の無機コロイドに対する重量比が0.01：１
で得られる。上限は臨界的なものではない。しか
しながら、ポリアルミニウム化合物の無機コロイ
ドに対する比が３：１を超えると、言及に値する
改善は得られない。前記の比は0.02：１〜1.5：
１の範囲内が適当であり、好ましくは0.05：１〜
0.7：１である。前記の比は、Al2O3として見積も
られた前記ポリアルミニウム化合物と前記無機コ
ロイドとの間の重量比を指す。 本発明によると、フアイバー原料のPHを５より
上に、好ましくは６〜９に保つことが重要であ
る。これは、例えば水酸化ナトリウムを添加する
ことによつて好適に達成される。例えばチヨーク
（炭酸カルシウム）のようなアルカリ性充填剤が
用いられる場合は水酸化ナトリウムなしで、ある
いはより少量の水酸化ナトリウムで前記の好適な
PHに達する。炭酸カルシウム以外の充填剤ももち
ろん使用可能だが、しかし上述の水準に原料のPH
を維持することに注意すべきである。 本発明による紙の製造において、従来タイプの
鉱物質充填剤を用いることが可能であり、例えば
カオリン、二酸化チタン、石膏、チヨークおよび
タルクが存在してもよい。ここでは「鉱物質充填
剤」という用語はこれらの充填剤の他にウオラス
トナイトおよびガラス フアイバーも、また膨張
パーライト（expanded perlite）のような鉱物質
低密度充填剤も包含するものである。前記鉱物性
充填剤は通常、このような充填剤に対し用いられ
る従来の濃度の水スラリーの形で添加される。前
記の添加の前に、充填剤を、本発明による脱水−
保持系の諸成分で、例えば前記カチオン性保持剤
および前記ポリアルミニウム化合物、あるいは、
かつ好ましくは、前記無機アニオン性コロイドの
添加によつて任意に処理してもよく、その後で残
りの成分は前記原料に添加すればよい。 本発明の前記３成分系を、種々のタイプの製紙
用フアイバー原料、すなわち少なくとも50重量％
のセルロース系フアイバーを含有する原料からの
製紙に使用することが可能である。前記各成分は
例えば以下のフアイバーから得られる原料に添加
剤として使用することが可能であり、すなわち該
フアイバーは、針葉樹並びに広葉樹からも得られ
るところの、硫酸および亜硫酸パルプのようなケ
ミカル パルプ、サーモメカニカル パルプ、ケ
ミカル サーモメカニカル パルプ、リフアイナ
メカニカル パルプまたは砕木パルプから得ら
れるものである。前記の系はもちろん再生フアイ
バーから得られるパルプ類に利用することも可能
である。 本発明の方法は、既知の方法で、そしてサイジ
ング剤等のようなフアイバー原料に対する他の既
知の添加剤を伴つて実施され得る。 本発明は以下の実施例においてさらに詳細に説
明される。実施例中、特記しない限り、「部」お
よび「％」は「重量部」および「重量％」を表わ
す。 実施例 １ 以下の各試験において、脱水は「カナデイアン
フリーネス テスター」（Canadian Freeness
Tester）を用いて評価されており、この評価方
法は、SCAN−Ｃ（スカンジナビア紙パルプ規格
−Ｃ）21：65に従つて脱水すなわち脱水能力
（drainage capability）の特性を明らかにするた
めに用いられる通常の方法である。 原料系は、CSF（カナデイアン スタンダード
フリーネス）が110mlである100％砕木パルプか
ら成つていた。原料のPHは８であつた。各ケミカ
ル添加剤は乾燥原料系１トンに対するキログラム
で計算されている。 アニオン性無機コロイドは、エカ ノーベル
アクチエボラーグ製のアルミニウム変性15％アル
カリ安定化シリカ ゾルであつた。コロイド粒子
の表面はアルミニウム原子の９％で変性されてお
り、該粒子の表面積は500m2／ｇであつた。 カチオン性重合体状保持剤は、パーコル
（Percol）292の名でアライド コロイド（allied
colloids）によつて販売されている、中間のカチ
オン性度のカチオン性ポリアクリルアミドであつ
た。 この試験で用いられたポリアルミニウム化合物
は： −Al2O3を10％含有する、ドイツ連邦共和国、ザ
ヒトレーベン有限責任会社製、ザヒトクラー
（登録商標） −Al2O3を10％含有する、フランス、アトシユム
製、デユブルブエ ア セ（WAC） −Al2O3を11.9％含有する、スウエーデン、エコ
フロク アクチエボラーグ製、エコフロク であつた。 前記各添加剤は撹拌下で15秒間隔で１リツター
の希釈（約0.3％）原料に添加され（ポリアルミ
ニウム化合物＋カチオン性ポリアクリルアミド＋
シリカ ゾル）、そして次にその凝集した原料は
前記フリーネス装置に送られ、測定は最後の添加
後15秒で行なつた。採集された水は脱水効果の評
価尺度であり、mlカナデイアン スタンダード
フリーネス（CSF）として表わされる。 前記の採集された水は、前記３成分の添加後は
非常に清澄であり、このことはまた、フアイバー
フロツク（フアイバーの綿状凝集物）に対する
微細物質の良好な保持効果が本発明によつて得ら
れたことを示す。 前記各アルミニウム化合物を用いた種々の試験
の各結果を表に示す。各添加剤はそれぞれ乾燥原
料１トン当りのAl2O3の量［Kg］、乾燥原料１ト
ン当りのSiO2の量［Kg］、乾燥原料１トン当りの
ポリアクリルアミドの量［Kg］として計算され
る。
る紙の製造方法に関する。より詳しくは、本発明
は、製紙における保持−脱水系として、カチオン
性の重合体状保持剤、アニオン性無機コロイドお
よびポリアルミニウム化合物を組み合わせて使用
することに関する。 紙の製造における保持おおび脱水剤としてカチ
オン性保持剤（歩留り助剤）および無機コロイド
を組み合わせて使用することは公知である。欧州
特許出願第0218674号には、バインダーおよび保
持剤としてポリアクリルアミドをアニオン性シリ
カ ゾル類と組み合わせて使用することが開示さ
れている。また、ポリアルミニウム化合物と組み
合わせて重合体状カチオン性保持剤を使用するこ
とも公知であり、英国特許第2015614号に開示さ
れている。フアイバー ウエブ（fibre web）の
保持および脱水に関して、例えばカチオン性デン
プンに加えたシリカ ゾルの効果は、ポリアルミ
ニウム化合物およびカチオン性デンプンによつて
得られる効果よりかなりよい。この理由の一つ
は、無機アニオン性コロイド類は錯体組成を有す
るポリアルミニウム化合物より非常に強い電荷を
有するためであると考えられる。強い電荷を有す
るコロイド粒子は重合体状保持剤の架橋を生じさ
せると考えられる。製紙におけるバインダーとし
て、カチオン性デンプン、アニオン性シリカ ゾ
ルおよびアニオン性高分子重量合体、特にアニオ
ン性ポリアクリルアミドを組み合わせて用いるこ
とは、米国特許第4643801からさらに公知である。
該米国特許による前記３成分系は、例えばミヨウ
バン、アルミン酸ナトリウムあるいはポリヒドロ
キシアルミニウム クロライドのようなアルミニ
ウム化合物を加えて用いられ得る。 本発明によつて以下のことが見い出されてい
る。すなわち、製紙における保持および脱水効果
は、ポリアルミニウム化合物を有機の合成重合体
状カチオン性保持剤およびアニオン性無機コロイ
ドと組み合わせて用いることによつて改善される
ということである。脱水効果が高まるので、抄紙
機のスピードを増すことが可能であり、そしてさ
らに抄紙機の乾燥部において乾燥しなくてはなら
ない水がより少なくなる。 このように本発明は、ワイヤーを用いて、製紙
用フアイバーと、必要ならば充填剤と、の懸濁液
を成形しかつ脱水することによる紙の製造方法に
関し、前記成形および脱水がPH５より上で、かつ
アニオン性無機コロイド、ポリアルミニウム化合
物、およびカチオン性ポリアクリルアミドまたは
ポリエチレンイミンであるカチオン性の合成重合
体状保持剤の存在下で行なわれるものである。 前記３成分は任意の順序でフアイバー原料に添
加され得る。まず最初にポリアルミニウム化合物
が前記原料に添加され、そしてそれからカチオン
性保持剤およびアニオン性無機コロイドの添加と
続く場合に最良の効果が得られる。また、アニオ
ン性無機コロイドが最初に前記原料に添加され、
そして前記カチオン性重合体およびポリアルミニ
ウム化合物が任意の順序で添加される場合にも、
公知の技術に比べて著しい改善が得られる。 本発明による製紙のための前記３成分系に用い
られるカチオン性の合成重合体状保持剤は、それ
自体、従来使用されているカチオン性ポリアクリ
ルアミドおよびポリエチレンイミン保持剤であ
る。保持剤の量は、乾燥状態のフアイバーおよび
使用が任意の充填剤に対して0.01〜３重量％、好
ましくは0.03〜２重量％の範囲内にあるべきであ
る。 使用されるアニオン性無機コロイド類もそれら
自体は製紙用として公知である。かかるコロイド
類の例としては、コロイド状のモンモリロナイト
とベントナイト、硫酸チタニル ゾル、シリカ
ゾル、アルミニウム変性シリカ ゾルあるいはケ
イ酸アルミニウム ゾルが挙げられる。シリカベ
ースのコロイド類は好ましいアニオン性無機コロ
イド類である。アニオン性コロイドの量は、乾燥
状態のフアイバーおよび使用が任意の充填剤に対
して0.005〜２重量％、好ましくは0.01〜0.4重量
％の範囲内にあるべきである。 ポリアルミニウム化合物と組み合わせて用いら
れる好ましい系は、カチオン性ポリアクリルアミ
ドおよびシリカ ゾルの組み合わせである。参考
として本出願に記載されている欧州特許第41056
号に開示されたようなシリカ ゾル類は特に好ま
しく、アルカリ安定化されたかかるゾル類はとり
わけ好ましい。他の好ましい系としてはカチオン
性ポリアクリルアミドおよび同様に参考として本
出願に記載されている欧州特許出願第0218674号
に開示されたようなアニオン性アルミニウム変性
シリカ コロイドの系である。 約２〜60重量％好ましくは約４〜30重量％の
SiO2を含むアルカリ安定化されたゾルの形でコ
ロイド状シリカを用いると良好な結果が得られ
る。前記ゾル中のコロイド状シリカの濃度は臨界
的なものではない。とにかく実用的な観点から、
フアイバー原料への添加前に前記ゾル類を0.05〜
5.0重量％の濃度に希釈すると好適である。 前記ゾルの中のコロイド状シリカは50〜1000
m2／ｇの比表面を有することが好ましく、より好
ましくは約200〜1000m2／ｇであり、該比表面が
約300〜700m2／ｇである時に最良の結果が得られ
ている。前記シリカ ゾルは、SiO2：M2Oのモ
ル比が10：１〜300：１、好ましくは15：１〜
100：１でアルカリで安定化される（Ｍはナトリ
ウム（Na）、カリウム(K)、リチウム（Li）および
アンモニウム（NH4）からなる群から選ばれる
イオンである）。前記コロイド状シリカ粒子は
20nｍ未満の大きさ、かつ好ましくは平均の粒子
の大きさを約１〜10nｍとすべきであることは立
証されている（平均の粒子の大きさ約5nｍに対
して約550m2／ｇの比表面を有するコロイド状シ
リカ粒子）。 上述の性状を満足させるシリカ ゾル類は、例
えばデユ ポン アンド ド ヌムール コーポ
レーシヨン（Du Pont ＆ de Nemours
Corporation）およびエカ ノーベル アクチエ
ボラーグ（Eka Nobel AB）から販売されてい
る。 上述のように、少なくともケイ酸アルミニウム
またはアルミニウム変性シリカ ゾルの表面層を
有するアニオン性コロイド粒子を用いると非常に
良好な結果が得られ、該表面粒子グループはシリ
カおよびアルミニウム原子を9.5：0.5〜7.5：2.5
の比で含有するものである。このタイプのゾルは
50〜1000m2／ｇの比表面を有することもまた好ま
しく、より好ましくは200〜1000m2／ｇである。
純粋なシリカ ゾル類の場合においては比表面が
300〜700m2／ｇの範囲で最良の結果が認められて
いる。 本発明によつて用いられる前記ポリアルミニウ
ム化合物もまた製紙への使用は既知である。それ
らはベーシツク（basic）と呼ばれ、多核錯体か
ら成る。前記ポリアルミニウム化合物は、水溶液
中で、１イオン当り少なくとも４、好ましくは少
なくとも10のアルミニウム原子を含有するもので
ある。前記錯体中のアルミニウム原子量の上限は
水層の組成に依存し、例えばその濃度およびPHに
より変化し得る。通常、前記の量は30を超えな
い。水酸化物イオンを除いて、対イオンに対する
アルミニウムのモル比は少なくとも0.4：１、好
ましくは少なくとも0.6：１である。 好適なポリアルミニウム化合物の例としては、
基本式 ｎ［Al2（OH）nCl6-n］ で表わされる化合物が挙げられ、該化合物は塩基
度が30〜90％、好ましくは33〜83％（それぞれ、
ｍ＝２およびｍ＝５）のものである。 塩基度は、OH基の数をOH基および塩素イオ
ンの数で割つて100かける、すなわち（ｍ：６）×
100として定義される。 前記ポリアルミニウム化合物は、硫酸、リン
酸、ポリリン酸、クロム酸、クエン酸あるいはシ
ユウ酸からのアニオン類も含有し得る。かかるア
ニオン類に対するアルミニウムの比は0.015〜0.4
の範囲内にあるべきである。 最も一般的なタイプのポリアルミニウム化合物
はｍ＝３、すなわち塩基度が約50％であるAl2
（OH）3Cl3を有する。このタイプの市販されてい
る化合物の例としては、ドイツ連邦共和国、ザヒ
トレーベン有限責任会社（Sachtleben GmbH）
で販売されるザヒトクラー［登録商標］
（SachtoklarR）〔サルフエート無含有〕、フラン
ス、アトシユム（Atochem）で販売されるデユ
ブルブエ ア セ（WAC）〔サルフエート含有〕、
およびスウエーデン、エコフロク アクチエボラ
ーグ（Ekoflock AB）で販売されるエコフロク
〔サルフエート含有〕を挙げることができる。 ポリアルミニウム クロライドの他の例として
は、高塩基性ポリアルミニウム クロライドを挙
げることができる。それはロクロン（Locron）
の名でドイツ連邦共和国、ヘキスト株式会社
（Hoechst AG）で販売されており、基本式［Al2
（OH）5Cl・5H2O］ｘで表わされるものであり、
かつ水溶液中では錯イオン［Al13O4（OH）24
（H2O）12］7+を生じる。 前記ポリアルミニウム化合物の量は広い範囲で
変化し得る。アニオン性無機コロイドの量に関し
て、極少量のポリアルミニウム化合物は脱水効果
をかなり改善させることは既に本発明によつて見
い出されている。前記改善は、ポリアルミニウム
化合物の無機コロイドに対する重量比が0.01：１
で得られる。上限は臨界的なものではない。しか
しながら、ポリアルミニウム化合物の無機コロイ
ドに対する比が３：１を超えると、言及に値する
改善は得られない。前記の比は0.02：１〜1.5：
１の範囲内が適当であり、好ましくは0.05：１〜
0.7：１である。前記の比は、Al2O3として見積も
られた前記ポリアルミニウム化合物と前記無機コ
ロイドとの間の重量比を指す。 本発明によると、フアイバー原料のPHを５より
上に、好ましくは６〜９に保つことが重要であ
る。これは、例えば水酸化ナトリウムを添加する
ことによつて好適に達成される。例えばチヨーク
（炭酸カルシウム）のようなアルカリ性充填剤が
用いられる場合は水酸化ナトリウムなしで、ある
いはより少量の水酸化ナトリウムで前記の好適な
PHに達する。炭酸カルシウム以外の充填剤ももち
ろん使用可能だが、しかし上述の水準に原料のPH
を維持することに注意すべきである。 本発明による紙の製造において、従来タイプの
鉱物質充填剤を用いることが可能であり、例えば
カオリン、二酸化チタン、石膏、チヨークおよび
タルクが存在してもよい。ここでは「鉱物質充填
剤」という用語はこれらの充填剤の他にウオラス
トナイトおよびガラス フアイバーも、また膨張
パーライト（expanded perlite）のような鉱物質
低密度充填剤も包含するものである。前記鉱物性
充填剤は通常、このような充填剤に対し用いられ
る従来の濃度の水スラリーの形で添加される。前
記の添加の前に、充填剤を、本発明による脱水−
保持系の諸成分で、例えば前記カチオン性保持剤
および前記ポリアルミニウム化合物、あるいは、
かつ好ましくは、前記無機アニオン性コロイドの
添加によつて任意に処理してもよく、その後で残
りの成分は前記原料に添加すればよい。 本発明の前記３成分系を、種々のタイプの製紙
用フアイバー原料、すなわち少なくとも50重量％
のセルロース系フアイバーを含有する原料からの
製紙に使用することが可能である。前記各成分は
例えば以下のフアイバーから得られる原料に添加
剤として使用することが可能であり、すなわち該
フアイバーは、針葉樹並びに広葉樹からも得られ
るところの、硫酸および亜硫酸パルプのようなケ
ミカル パルプ、サーモメカニカル パルプ、ケ
ミカル サーモメカニカル パルプ、リフアイナ
メカニカル パルプまたは砕木パルプから得ら
れるものである。前記の系はもちろん再生フアイ
バーから得られるパルプ類に利用することも可能
である。 本発明の方法は、既知の方法で、そしてサイジ
ング剤等のようなフアイバー原料に対する他の既
知の添加剤を伴つて実施され得る。 本発明は以下の実施例においてさらに詳細に説
明される。実施例中、特記しない限り、「部」お
よび「％」は「重量部」および「重量％」を表わ
す。 実施例 １ 以下の各試験において、脱水は「カナデイアン
フリーネス テスター」（Canadian Freeness
Tester）を用いて評価されており、この評価方
法は、SCAN−Ｃ（スカンジナビア紙パルプ規格
−Ｃ）21：65に従つて脱水すなわち脱水能力
（drainage capability）の特性を明らかにするた
めに用いられる通常の方法である。 原料系は、CSF（カナデイアン スタンダード
フリーネス）が110mlである100％砕木パルプか
ら成つていた。原料のPHは８であつた。各ケミカ
ル添加剤は乾燥原料系１トンに対するキログラム
で計算されている。 アニオン性無機コロイドは、エカ ノーベル
アクチエボラーグ製のアルミニウム変性15％アル
カリ安定化シリカ ゾルであつた。コロイド粒子
の表面はアルミニウム原子の９％で変性されてお
り、該粒子の表面積は500m2／ｇであつた。 カチオン性重合体状保持剤は、パーコル
（Percol）292の名でアライド コロイド（allied
colloids）によつて販売されている、中間のカチ
オン性度のカチオン性ポリアクリルアミドであつ
た。 この試験で用いられたポリアルミニウム化合物
は： −Al2O3を10％含有する、ドイツ連邦共和国、ザ
ヒトレーベン有限責任会社製、ザヒトクラー
（登録商標） −Al2O3を10％含有する、フランス、アトシユム
製、デユブルブエ ア セ（WAC） −Al2O3を11.9％含有する、スウエーデン、エコ
フロク アクチエボラーグ製、エコフロク であつた。 前記各添加剤は撹拌下で15秒間隔で１リツター
の希釈（約0.3％）原料に添加され（ポリアルミ
ニウム化合物＋カチオン性ポリアクリルアミド＋
シリカ ゾル）、そして次にその凝集した原料は
前記フリーネス装置に送られ、測定は最後の添加
後15秒で行なつた。採集された水は脱水効果の評
価尺度であり、mlカナデイアン スタンダード
フリーネス（CSF）として表わされる。 前記の採集された水は、前記３成分の添加後は
非常に清澄であり、このことはまた、フアイバー
フロツク（フアイバーの綿状凝集物）に対する
微細物質の良好な保持効果が本発明によつて得ら
れたことを示す。 前記各アルミニウム化合物を用いた種々の試験
の各結果を表に示す。各添加剤はそれぞれ乾燥原
料１トン当りのAl2O3の量［Kg］、乾燥原料１ト
ン当りのSiO2の量［Kg］、乾燥原料１トン当りの
ポリアクリルアミドの量［Kg］として計算され
る。
【表】
上記の表に示された結果から、前記のシリカベ
ースのコロイド２Kg／ｔおよび前記ポリアクリル
アミド１Kg／ｔの組み合わせは320mlCSFを与え
る。前記の系中のポリアクリルアミド量の１Kg／
ｔから1.2Kg／ｔへの増加は10mlの増加を与える。
前記コロイドの２Kg／ｔから2.2Kg／ｔへの増加
は20mlの増加を与える。コロイド２Kg／ｔとポリ
アクリルアミド１Kg／ｔの系に前記ポリアルミニ
ウム化合物WACのわずか、0.2Kg／ｔの添加は
110ml（320mlから430mlまで）のCSFの増加を与
え、一方、コロイドとカチオン性保持剤の系にお
いてポリアクリルアミド量の１Kg／ｔから２Kg／
ｔへの増加はわずか35ml（320mlから355mlまで）
の増加しか与えない。そして、ここで、前記カチ
オン性ポリアクリルアミドは前記ポリアルミニウ
ム化合物の約10倍の高価さであるということもま
た言い得る。 比較例 各比較例は、上記と同様の原料で、同様の条
件、同様のアニオン性ゾルおよび同様の評価方法
を用いて、前記カチオン性ポリアクリルアミドの
かわりにカチオン性デンプンを含有する系、およ
び米国特許第4643801号による中程度の高アニオ
ン性度のアニオン性ポリアクリルアミド
（PAM-）が該特許における実施例に開示され
た添加順序で添加され含有する前記の系の両方に
ついてなされた。ポリアルミニウム化合物は前述
の希釈されたWACであつた。その各結果を以下
の表に示す。
ースのコロイド２Kg／ｔおよび前記ポリアクリル
アミド１Kg／ｔの組み合わせは320mlCSFを与え
る。前記の系中のポリアクリルアミド量の１Kg／
ｔから1.2Kg／ｔへの増加は10mlの増加を与える。
前記コロイドの２Kg／ｔから2.2Kg／ｔへの増加
は20mlの増加を与える。コロイド２Kg／ｔとポリ
アクリルアミド１Kg／ｔの系に前記ポリアルミニ
ウム化合物WACのわずか、0.2Kg／ｔの添加は
110ml（320mlから430mlまで）のCSFの増加を与
え、一方、コロイドとカチオン性保持剤の系にお
いてポリアクリルアミド量の１Kg／ｔから２Kg／
ｔへの増加はわずか35ml（320mlから355mlまで）
の増加しか与えない。そして、ここで、前記カチ
オン性ポリアクリルアミドは前記ポリアルミニウ
ム化合物の約10倍の高価さであるということもま
た言い得る。 比較例 各比較例は、上記と同様の原料で、同様の条
件、同様のアニオン性ゾルおよび同様の評価方法
を用いて、前記カチオン性ポリアクリルアミドの
かわりにカチオン性デンプンを含有する系、およ
び米国特許第4643801号による中程度の高アニオ
ン性度のアニオン性ポリアクリルアミド
（PAM-）が該特許における実施例に開示され
た添加順序で添加され含有する前記の系の両方に
ついてなされた。ポリアルミニウム化合物は前述
の希釈されたWACであつた。その各結果を以下
の表に示す。
【表】
上記の結果は、カチオン性保持剤がカチオン性
合成重合体剤であり、かつこれを製紙における脱
水を改善するためにアニオン性無機コロイドおよ
びポリアルミニウム化合物と組み合わせて用いる
本発明の方法を使用することの有利さを明らかに
示している。 実施例 ２ この実施例においては、脱水効果は実施例１と
同様の方法で評価された。原料系はCSFが138ml
である再生フアイバー（国内廃棄パルプ）から成
り、該原料のPHは6.5であつた。 異なる２種類のアニオン性シリカ ベースのコ
ロイドが用いられた。コロイド(1)はエカ ノーベ
ル アクチエボラーグ製で比表面が約500m2／ｇ
の15％アルカリ安定化シリカ ゾル（欧州特許第
0041056号による）であつた。コロイド(2)は水中
における比表面が約400〜800m2／ｇであるコロイ
ド状ベントナイトであつた。ポリアルミニウム化
合物は実施例１において用いられたものと同様の
WACであり、またカチオン性重合体状保持剤と
しては、実施例１と同様のポリアクリルアミド
（PAM）およびポリミン エス ケー（Polymin
SK）の名でベーアー エス エフ（BASF）株
式会社より販売されているポリエチレンイミン
（PEI）の両方が使用された。 これらの各試験においてもまた、採集された水
は前記３成分の添加後非常に清澄であり、これは
良好なフアイバー フロツクの保持が得られたこ
とを示している。
合成重合体剤であり、かつこれを製紙における脱
水を改善するためにアニオン性無機コロイドおよ
びポリアルミニウム化合物と組み合わせて用いる
本発明の方法を使用することの有利さを明らかに
示している。 実施例 ２ この実施例においては、脱水効果は実施例１と
同様の方法で評価された。原料系はCSFが138ml
である再生フアイバー（国内廃棄パルプ）から成
り、該原料のPHは6.5であつた。 異なる２種類のアニオン性シリカ ベースのコ
ロイドが用いられた。コロイド(1)はエカ ノーベ
ル アクチエボラーグ製で比表面が約500m2／ｇ
の15％アルカリ安定化シリカ ゾル（欧州特許第
0041056号による）であつた。コロイド(2)は水中
における比表面が約400〜800m2／ｇであるコロイ
ド状ベントナイトであつた。ポリアルミニウム化
合物は実施例１において用いられたものと同様の
WACであり、またカチオン性重合体状保持剤と
しては、実施例１と同様のポリアクリルアミド
（PAM）およびポリミン エス ケー（Polymin
SK）の名でベーアー エス エフ（BASF）株
式会社より販売されているポリエチレンイミン
（PEI）の両方が使用された。 これらの各試験においてもまた、採集された水
は前記３成分の添加後非常に清澄であり、これは
良好なフアイバー フロツクの保持が得られたこ
とを示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ワイヤーを用いて、製紙用フアイバー、およ
び任意の充填剤、の懸濁液を成形しかつ脱水する
紙の製造方法において、 前記成形および脱水が、PH５より上で、かつア
ニオン性無機コロイド、ポリアルミニウム化合
物、およびカチオン性ポリアクリルアミドまたは
ポリエチレンイミンであるカチオン性の合成重合
体状保持剤の存在下で行なわれることを特徴とす
る前記製造方法。 ２ 前記ポリアルミニウム化合物を、前記カチオ
ン性保持剤および前記アニオン性無機コロイドの
前に前記フアイバーの懸濁液に添加することを特
徴とする、請求項１に記載の方法。 ３ 前記カチオン性保持剤がカチオン性ポリアク
リルアミドであることを特徴とする、請求項１に
記載の方法。 ４ 前記アニオン性無機コロイドがシリカベース
のコロイドであることを特徴とする、請求項１に
記載の方法。 ５ 前記コロイドが、シリカ、ゾル、少なくとも
ケイ酸アルミニウムの表面層を有する粒子を含む
シリカ ゾルあるいはアルミニウム変性シリカ
ゾルであることを特徴とする、請求項４に記載の
方法。 ６ 前記ポリアルミニウム化合物がポリアルミニ
ウム クロライドであるかあるいはサルフエート
含有ポリアルミニウム クロライドであることを
特徴とする、請求項１に記載の方法。 ７ 前記ポリアルミニウム化合物が、基本式 ｎ［Al2（OH）nCl6-n］ ［式中、ｎは４より大でありかつ塩基度が30〜90
％である］ で表わされるものであることを特徴とする、請求
項１または６に記載の方法。 ８ 前記カチオン性保持剤の量が、乾燥フアイバ
ーおよび任意の充填剤に対して0.01〜３重量％の
範囲内にあることを特徴とする、請求項１または
３に記載の方法。 ９ 前記アニオン性無機コロイドの量が、乾燥フ
アイバーおよび任意の充填剤に対して0.005〜２
重量％の範囲内にあることを特徴とする、請求項
１、４または５に記載の方法。 １０ 前記ポリアルミニウム化合物のアニオン性
無機コロイドに対する重量比が0.01：１〜３：１
の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記
載の方法。 １１ 前記コロイド状ゾル粒子が、20nｍ未満の
大きさのものである、請求項１、４または５に記
載の方法。 １２ 前記ポリアルミニウム化合物が、水溶液中
で、１イオン当り少なくとも４個のアルミニウム
原子を含有する、請求項１、２または６に記載の
方法。
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